근절은 골격 인 근육, 골격 근육 및 심장 기능의 기본 단위이다. 골격근은 자발적인 운동에 사용되는 근육의 유형이며 심장 근육은 심장의 일부인 근육입니다.
sarcomere가 기능적 단위라고 말하면 수축에 필요한 모든 구성 요소가 각 sarcomere에 포함되어 있음을 의미합니다. 사실, 골격근은 근육이 수축 할 때마다 개별적으로 단축되는 수백만 개의 작은 근육으로 구성됩니다.
근절의 현미경 사진 (위) 및 그 표현 (아래)
여기에 sarcomere의 주요 목적이 있습니다. Sarcomeres는 일제히 수축하여 큰 움직임을 시작할 수 있습니다. 독특한 구조 덕분에이 작은 단위는 근육의 수축을 조정할 수 있습니다.
사실, 근육의 수축 특성은 동물의 움직임이 매우 부드럽고 복잡하기 때문에 동물의 특징입니다. 운동은 근육이 구부러 질 때 근육의 길이를 변경해야하므로 근육이 짧아 질 수있는 분자 구조가 필요합니다.
구조 및 부품
골격근 조직을 면밀히 검사하면 줄무늬라고하는 줄무늬 모양이 관찰됩니다. 이러한 "줄무늬"는 다른 단백질 필라멘트에 해당하는 밝고 어두운 교대 밴드 패턴을 나타냅니다. 즉, 이러한 줄무늬는 각 근육을 구성하는 얽힌 단백질 섬유로 구성됩니다.
근섬유
근육 섬유는 근섬유라고하는 수백에서 수천 개의 수축성 세포 기관으로 구성됩니다. 이 근섬유는 평행하게 배열되어 근육 조직을 형성합니다. 그러나 근섬유 자체는 본질적으로 중합체, 즉 sarcomeres의 반복 단위입니다.
Myofibrils는 길고 섬유질 구조이며 서로 겹쳐진 두 가지 유형의 단백질 필라멘트로 만들어집니다.
미오신과 액틴
Myosin은 구형 머리를 가진 두꺼운 섬유이며, actin은 근육 수축 과정에서 myosin과 상호 작용하는 더 얇은 필라멘트입니다.
주어진 myofibril에는 약 10,000 개의 육종이 포함되어 있으며 각각의 길이는 약 3 마이크론입니다. 각 근육은 작지만 여러 개의 응집 된 근섬유가 근섬유의 길이에 걸쳐 있습니다.
근섬유
각 sarcomere는 위에서 언급 한 단백질의 두껍고 얇은 묶음으로 구성되며,이를 함께 myofilaments라고합니다.
근섬유의 일부를 확대하여이를 구성하는 분자를 식별 할 수 있습니다. 두꺼운 필라멘트는 미오신으로 만들어지고 미세한 필라멘트는 액틴으로 만들어집니다.
액틴과 미오신은 서로 상호 작용할 때 근육을 단축시키는 수축성 단백질입니다. 또한 얇은 필라멘트에는 수축성 단백질 간의 상호 작용을 조절하는 트로포 닌과 트로포 미오신이라는 조절 기능을 가진 다른 단백질이 포함되어 있습니다.
풍모
sarcomere의 주요 기능은 근육 세포가 수축하는 것입니다. 이를 위해서는 신경 자극에 반응하여 근절이 단축되어야합니다.
두껍고 얇은 필라멘트는 짧아지지 않고 대신 서로 미끄러 져서 sarcomere가 짧아지고 필라멘트는 같은 길이로 유지됩니다. 이 과정은 근육 수축의 슬라이딩 필라멘트 모델로 알려져 있습니다.
필라멘트의 미끄러짐은 의심 할 여지없이 근절의 주요 원인 인 근육 긴장을 생성합니다. 이 동작은 근육에 체력을 부여합니다.
이것에 대한 빠른 비유는 금속 부품을 물리적으로 줄이지 않고도 필요에 따라 긴 사다리를 확장하거나 접을 수있는 방법입니다.
Myosin 관련
다행히 최근 연구는이 전표가 어떻게 작동하는지에 대한 좋은 아이디어를 제공합니다. 슬라이딩 필라멘트 이론은 미오신이 액틴을 잡아 당겨 근절의 길이를 줄이는 방법을 포함하도록 수정되었습니다.
이 이론에서 미오신의 구상 머리는 S1 영역이라는 영역에서 액틴에 가깝게 위치합니다. 이 영역은 구부러져 수축을 촉진하는 힌지 세그먼트가 풍부합니다.
S1 굽힘은 미오신이 액틴 필라멘트를 따라 "걷는"방법을 이해하는 열쇠가 될 수 있습니다. 이것은 myosin S1 단편, 수축 및 최종 방출을 순환하여 수행됩니다.
미오신과 액티바의 결합
미오신과 액틴이 함께 결합하면 "교차 교량"이라는 확장을 형성합니다. 이러한 교차 다리는 수축을 가능하게하는 에너지 분자 인 ATP의 존재 (또는 부재)에서 형성되고 끊어 질 수 있습니다.
ATP가 액틴 필라멘트에 결합하면 미오신 결합 부위를 노출하는 위치로 이동합니다. 이것은 미오신의 구형 머리가이 부위에 결합하여 교차 다리를 형성하도록합니다.
이 결합은 ATP의 인산염 그룹을 해리시켜 미오신의 기능을 시작합니다. 미오신은 근육이 짧아 질 수있는 낮은 에너지 상태로 들어갑니다.
교차 다리를 끊고 미오신이 다음주기에서 액틴에 다시 결합하도록하려면 다른 ATP 분자와 미오신의 결합이 필요합니다. 즉, ATP 분자는 수축과 이완 모두에 필요합니다.
조직학
근육의 조직 학적 부분은 sarcomeres의 해부학 적 특징을 보여줍니다. 미오신으로 구성된 두꺼운 필라멘트가 눈에 띄고 근절의 A 밴드로 표시됩니다.
액틴으로 구성된 얇은 필라멘트는 알파-액 티닌이라고하는 Z 디스크 (또는 Z 라인)의 단백질에 결합하며 I 밴드와 A 밴드의 일부 전체에 걸쳐 존재합니다.
두껍고 얇은 필라멘트가 겹치는 영역은 필라멘트 사이에 공간이 거의 없기 때문에 조밀하게 보입니다. 얇고 두꺼운 필라멘트가 겹치는 부위는 필라멘트의 움직임이 시작되는 부위이기 때문에 근육 수축에 매우 중요합니다.
얇은 필라멘트가 A 밴드로 완전히 확장되지 않아 두꺼운 필라멘트 만 포함 된 A 밴드의 중앙 영역이 남습니다. 밴드 A의이 중앙 영역은 밴드 A의 나머지 부분보다 약간 더 밝게 보이며 영역 H라고합니다.
H 영역의 중심에는 M 라인이라는 수직선이 있으며, 여기서 보조 단백질은 두꺼운 필라멘트를 함께 유지합니다.
근절 조직학의 주요 구성 요소는 다음과 같습니다.
밴드 A
미오신 단백질로 구성된 두꺼운 필라멘트 영역.
구역 H
근육이 이완 될 때 액틴 단백질이 겹치지 않는 중앙 A- 밴드 영역.
밴드 I
액틴 단백질로 구성된 얇은 필라멘트 영역 (미오신 없음).
Z 디스크
이들은 근절에 수직 인 액틴 결합 단백질로 구성된 인접한 근육 사이의 경계입니다.
라인 M
보조 단백질에 의해 형성된 중앙 영역. 그들은 sarcomere에 수직 인 두꺼운 미오신 필라멘트의 중심에 있습니다.
앞서 언급했듯이, 수축은 두꺼운 필라멘트가 얇은 필라멘트를 따라 빠르게 연속적으로 미끄러 져 근원 섬유를 단축 할 때 발생합니다. 그러나 기억해야 할 중요한 차이점은 근섬유 자체가 수축하지 않는다는 것입니다. 길이를 줄이거 나 늘릴 수있는 힘을주는 것은 슬라이딩 동작입니다.
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